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Riduzione al minimo dei costi grazie all'ottimizzazione dei processi

processi di pulizia di controllo di precisione

Il controllo dei processi industriali può essere un'operazione complessa che coinvolge più valvole, sensori e controllori, il che significa che ci sono molte considerazioni quando si cercano opportunità per l'ottimizzazione dei processi. Utilizzando le migliori pratiche e garantendo che i protocolli di controllo vengano aggiornati quando vengono implementate le modifiche al processo, tuttavia, il processo rimane efficiente ed efficace.

Greg Wainhouse, responsabile del segmento idrico del Regno Unito presso Bürkert, esamina alcuni esempi di diversi settori, in cui l'ottimizzazione dei processi può apportare miglioramenti significativi e ridurre i costi.

Gli ingegneri di controllo del processo puntano costantemente alla perfezione mentre affrontano sempre le sfide che stanno sulla loro strada. Dagli input variabili alle condizioni mutevoli e all'infrastruttura complessa, c'è sempre un altro ostacolo da superare, ma sfruttando le competenze nel settore, è possibile apportare significativi miglioramenti pratici.

Trattamento delle acque reflue

Una delle principali sfide nel settore del trattamento delle acque riguarda il processo di disidratazione dei fanghi, che in molti casi comporta centrifughe ad alta velocità che separano le frazioni solide e liquide. Per aiutare questo processo, un polimero viene aggiunto al fango per aiutare a legare insieme le particelle solide. L'obiettivo è quello di produrre un prodotto finale che abbia la giusta consistenza che renda efficiente il trasporto, senza spostare l'acqua in eccesso nei campi, dove viene diffuso come rinforzatore del suolo agricolo.

Il processo ha un numero di variabili, inclusa la percentuale di solidi del fango grezzo, la portata del fango, la quantità di polimero che viene aggiunta e la velocità della centrifuga. Di questi, il contenuto solido del fango è fondamentale per determinare le impostazioni per il resto del processo.

Ci sono diversi modi in cui questo può essere determinato, incluso un processo in cui un campione di fango viene posto in una capsula di Petri e l'acqua viene evaporata per ottenere la massa dei solidi. Questo non è un processo molto efficiente e può richiedere 45 minuti per il completamento. Una volta disponibili i risultati, è possibile regolare le impostazioni della centrifuga e del polimero e dovrebbe essere evidente un miglioramento della consistenza del fango disidratato.

Tuttavia, i cambiamenti nel contenuto di solidi possono verificarsi frequentemente, il che rende questo processo piuttosto inefficace e laborioso. Inoltre, è un processo reattivo, più spesso usato quando la consistenza del fango essiccato non soddisfa le aspettative. Durante il tempo impiegato per osservare la modifica, completare il test e modificare le impostazioni, la centrifuga ha continuato a scaricare un prodotto finale inferiore alla norma.

Trattare con solidi in sospensione

Nel primo caso, valutare la percentuale di solidi usando un sensore di torbidità situato sull'assunzione alla centrifuga aumenterà significativamente il tempo di risposta a qualsiasi cambiamento. Questi sensori osservano la luce rifratta per fornire un'approssimazione del carico di solidi del fango in ingresso, ma possono soffrire di problemi di sporcamento e il processo di calibrazione può essere interpretato in modo diverso da vari operatori.

Monitorando costantemente l'ingresso del processo, le regolazioni possono essere apportate rapidamente e la quantità di fango lavorato che scende al di sotto dello standard richiesto viene ridotta al minimo. Ulteriori miglioramenti possono essere apportati aggiungendo un misuratore di portata, o meglio ancora un dispositivo che fornisce una misurazione del flusso di massa.

Creando un sistema proattivo che effettui le regolazioni in base ai dati dall'iniettore, al contrario di un sistema reattivo che osserva i risultati prima di implementare un cambiamento, i tecnici di processo seguiranno le migliori pratiche. Inoltre, questa configurazione riduce la quantità di intervento dell'operatore e fornisce un output più stabile.

Perfezione della birra

Una parte importante del processo di produzione è l'aggiunta di ossigeno al mosto per consentire al lievito di prosperare e creare l'alcol e il biossido di carbonio. Dopo che il mosto bollito è stato raffreddato alla temperatura di fermentazione, l'ossigeno viene utilizzato per avviare il processo di fermentazione.

Se viene aggiunta aria, che contiene ossigeno 20%, il processo può raggiungere solo una concentrazione di O2 di otto parti per milione (ppm). Per livelli più elevati, intorno a 10 ppm, tipicamente utilizzato dai birrifici commerciali per birre di maggiore resistenza, è richiesto ossigeno puro.

Tuttavia, la capacità del mosto di assorbire l'ossigeno è influenzata dal suo peso specifico, che viene misurato sulla scala di gravità di Platone. Questo misura la concentrazione di solidi disciolti nel mosto. Inoltre, ogni ceppo di lievito ha un livello di ossigeno ottimale e se questo non viene raggiunto con precisione, il tasso di fermentazione ottimale non sarà raggiunto.

Precisione del flusso di massa per gas

Alcuni dei principali fattori che contribuiscono alla birra sono i prodotti di fermentazione come esteri, alcoli superiori e composti solforati. Le concentrazioni di questi composti aromatici saranno alterate se le caratteristiche di crescita del lievito sono meno che perfette.

Raggiungere il livello ottimale di O2 nel mosto di ogni birra è quindi molto importante in termini di qualità del prodotto, quindi un processo efficace per controllare i livelli di ossigeno è essenziale. Usare un sensore di flusso di massa per stabilire la concentrazione di solidi disciolti e il volume totale, insieme a un controllore di flusso di massa per erogare il gas, è un punto di partenza efficiente.

Per migliorare ulteriormente la precisione del sistema, il segnale proveniente da una sonda di ossigeno disciolto (DO) nel serbatoio del fermentatore può fornire feedback per regolare il setpoint e ottenere il livello esatto di ossigeno disciolto richiesto. Ciò offre l'opportunità di mantenere livelli precisi di ossigeno disciolto che hanno un forte impatto sulla qualità del prodotto finale.

analisi automatizzata

pH in acqua

Il biossido di carbonio (CO) viene utilizzato per ridurre il pH dell'acqua per una serie di motivi. In primo luogo, è un gas che è facile da maneggiare, non corrosivo e la sua caratteristica più interessante è che non abbasserà il pH dell'acqua al di sotto di 7.0. Inoltre, l'unica manutenzione richiesta per il sistema di dosaggio è di rifornire periodicamente le bombole del gas.

La struttura di controllo per questo sistema di dosaggio deve far fronte al flusso variabile e alla diminuzione della pressione del gas quando il volume nei cilindri diminuisce. L'uso di un controllore di flusso di massa che è calibrato per il gas e fornisce misurazioni accurate indipendentemente dalla temperatura e dalla pressione, è molto importante.

Molti utilizzeranno un sensore di pH dopo il punto di dosaggio e useranno queste informazioni per regolare la portata del gas. Questo processo reattivo può essere ottimizzato aggiungendo un sensore di pH sul lato di ingresso e utilizzando le letture di questo sensore per impostare la velocità di dosaggio di CO2. Il secondo sensore funge quindi da validazione dell'impostazione del processo. Ciò offre una risposta più rapida ai cambiamenti nei livelli di pH all'ingresso.

Pulizia ottimizzata

Per coloro che lavorano in applicazioni igieniche, il clean-in-place (CIP) è un processo molto importante che mantiene la pulizia delle apparecchiature. Utilizzando una combinazione di prodotti chimici, acqua e calore, il processo offre un metodo molto efficiente per pulire vasi e tubazioni senza smontarli.

Tuttavia, il tempo necessario per la pulizia è tempo perso dalla produzione, quindi questo deve essere ridotto al minimo e allo stesso tempo garantire che il processo sia stato efficace. Ottimizzare il controllo di CIP riduce i costi e riduce al minimo l'uso di sostanze chimiche e migliora la produttività.

Il processo CIP può coinvolgere una serie di sostanze chimiche utilizzate per pulire e disinfettare l'apparecchiatura. La concentrazione di queste sostanze chimiche è molto importante per ottenere un ciclo di pulizia efficace senza sprecare materiali costosi. Inoltre, l'utilizzo di sistemi di controllo puramente basati sul timer non offre alcuna fiducia nell'efficacia del processo e inoltre non conserva dati significativi, che potrebbero essere richiesti per la conformità normativa.

Esaminando la temperatura e la conduttività del fluido di pulizia è possibile determinare se viene utilizzata troppa energia o troppa sostanza chimica. Eventuali riduzioni del consumo energetico o delle materie prime avranno un effetto benefico sui costi operativi. Lavorare con produttori di sensori che hanno esperienza in questa applicazione per creare un controllo più sofisticato e un sistema di loop di feedback del sensore può quindi offrire molti vantaggi.

Ad esempio, i sensori di pH posizionati correttamente possono fornire dati sull'efficacia del processo, mentre i sensori di conducibilità possono fornire una misura di contaminazione - una volta che questa cifra ha raggiunto quasi zero, la procedura può essere conclusa con ritardi minimi alla produzione.

installazioni di controllo del processo

Processi semplificati

In definitiva, il miglioramento della raccolta, dell'interpretazione e dell'analisi dei dati può offrire molti vantaggi. Lavorare con produttori esperti di controllo di processo, come Bürkert, può portare benefici a tutti i livelli. Dalla progettazione di nuove installazioni al miglioramento dell'efficienza e dell'efficacia delle apparecchiature esistenti, ottenere il sensore giusto nel posto giusto avrà un impatto significativo.

L'ottimizzazione del processo consiste principalmente nell'acquisire i dati corretti e nell'utilizzarli nel modo più efficace possibile. Ciò richiede esperienza nell'applicazione e con l'apparecchiatura stessa per garantire un'installazione affidabile ed economica. Bürkert ha oltre gli articoli del catalogo 100,000, comprese le apparecchiature di misurazione del flusso all'avanguardia che possono anche fornire dati sul flusso di massa.

Questa competenza nella produzione e un'ampia conoscenza di numerose applicazioni aiuta i clienti a ridurre i costi operativi, migliorare la produttività e garantire la conformità con gli organismi di regolamentazione, laddove necessario.

Kirsty Anderson
Sistemi di Burkert Fluid Control
Tel: + 44 (0) 1285 648761 Fax: + 44 (0) 1285 648721
Web: www.burkert.co.uk
E-mail: [Email protected]

Sistemi di Burkert Fluid Control

Fabbricazione di apparecchiature di processo. Uno dei pochi produttori a fornire soluzioni per il ciclo di controllo completo.

Firma: iscrizione Gold

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